Exame de Física Geral I Curso de Engenharia do Ambiente Quinta-feira, 05 de Fevereiro de 2004 NOME Indicações gerais Não desagrafe o ponto; 2 Use o valor g = 10 m / s ; Marque apenas uma cruz em cada conjunto de opções por pergunta; Se nenhuma das opções apresentadas coincidir com o valor que calculou, escolha a opção que mais se aproxima do seu valor; Se se enganar, siga cuidadosamente as instruções que se apresentam no exemplo abaixo. Estratégia aconselhada : Para cada pergunta, assinale primeiro no enunciado a opção que escolher e depois indique-a na tabela ao lado, marcando levemente com um lápis uma cruz no quadrado correspondente. No fim do ponto assinale claramente todas as cruzes com caneta. Só serão corrigidas as respostas marcadas na tabela. Exemplo: a x 1 É proibido colocar quaisquer objectos (livros, folhas, ...) fora do espaço correspondente ao lugar que ocupa. Apenas pode ser solicitado qualquer tipo de esclarecimentos sobre as perguntas ao Professor da cadeira. Durante a realização da prova, só é permitido escrever no papel fornecido pelo Departamento, que estará sempre agrafado ao enunciado e que será recolhido juntamente com ele. Instruções de preenchimento: Este ponto tem 20 perguntas, o que implica uma média de 7,5 minutos para resolver cada pergunta. São indicadas 5 opções para cada pergunta. Só serão consideradas válidas as respostas que estiverem correctamente preenchidas. Exemplo: 1 - Quantos anos passaram desde o último Natal ? a) 0 anos b) 1 ano c) 2 anos d) 3 anos e) 5 anos a b c d x e b c d e As cruzes rodeadas por um círculo não serão consideradas para efeitos de correcção. Se porventura desejar que uma cruz nestas condições seja considerada, escreva, ao lado da tabela e na mesma linha, o número da pergunta e a opção escolhida e assine. R E S P O S T A S a Observações : 1 No caso de se ter enganado ao marcar uma cruz, proceda do seguinte modo : Rodeie a cruz errada com um círculo Marque normalmente a cruz correcta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 b c d e Problema 1 Lança-se uma pedra do cimo de uma ponte com uma velocidade inicial vertical de sentido de cima para baixo e módulo 1 m/s. Verifica-se que a pedra demora 2 s a chegar ao solo. Qual a altura da ponte? (a) 11 m; (b) 14 m; (c) 17 m; (d) 22 m; (e) 25 m. Problema 2 Qual o valor da velocidade com que a pedra do problema anterior atinge o solo por baixo da ponte? (a) 11 m/s; (b) 18 m/s; (c) 21 m/s; (d) 23 m/s; (e) 27 m/s. Problema 3 Quanto tempo antes de lançar a pedra do problema anterior se deve deixar cair outra pedra sem velocidade inicial, para que as pedras se encontrem depois de percorrer 10 m? (a) 0,1 s; (b) 0,2 s; (c) 0,3 s; (d) 0,4 s; (e) 0,5 s. Problema 4 Uma partícula realiza um movimento rectilíneo com uma velocidade escalar v 3t o instante em que a sua aceleração é a=4 m/s2. (a) 1 s; (b) 2 s; (c) 3 s; (d) 4 s; (e) 5 s. 2 14t 10 (SI), partindo da origem no instante t=0s. Calcule Problema 5 Calcule o instante em que a partícula referida no problema anterior passa pela última vez pelo ponto de partida (origem). (a) 1 s; (b) 2 s; (c) 3 s; (d) 4 s; (e) 5 s. Problema 6 Calcule o instante em que a partícula referida no problema anterior inverte o sentido do movimento pela primeira vez . (a) 0,43 s; (b) 0,88 s; (c) 1,24 s; (d) 1,76 s; (e) 2,33 s. Problema 7 Um corpo com 800 g de massa parte do repouso de uma altura de 45 cm e desliza sobre um plano inclinado que faz um ângulo =70 com a horizontal como mostra a figura. Calcule a velocidade com que o corpo atinge a base do plano se não houver atrito. (a) 1 m/s; (b) 2 m/s; (c) 3 m/s; (d) 4 m/s; (e) 5 m/s. Problema 8 Supõe-se agora que há atrito entre o corpo referido no problema anterior e a superfície sobre a qual desliza, sendo =0,2 o coeficiente de atrito ao longo de todo o percurso até o corpo parar sobre o plano horizontal. Calcule a aceleração com que o corpo desce o plano inclinado. (a) 5,0 m/s2; (b) 6,2 m/s2; (c) 6,8 m/s2; (d) 7,4 m/s2; (e) 8,7 m/s2. Problema 9 Calcule a distância que a partícula referida no problema anterior percorre sobre o plano horizontal até parar devido ao atrito. (a) 2,1 m; (b) 2,7 m; (c) 3,2 m; (d) 3,6 m; (e) 4,0 m. Problema 10 Calcule o trabalho realizado pela força de atrito ao longo de todo o movimento da partícula do problema anterior. (a) 0 J; (b) – 0,8 J; (c) – 1,4 J; (d) – 2,7 J; (e) – 3,6 J. Problema 11 Calcule o trabalho realizado pela resultante das forças ao longo de todo o movimento da partícula do problema anterior. (a) 0 J; (b) 0,8 J; (c) 1,4 J; (d) 2,7 J; (e) 3,6 J. Problema 12 A figura representa um corpo com 5 kg de massa, que está em repouso, encostado a uma mola elástica de constante de elasticidade k=2000 N/m. O coeficiente de atrito entre o corpo e a superfície horizontal sobre a qual está apoiado é e=c=0,2. Qual o valor máximo da compressão da mola para a qual o corpo permanece em equilíbrio encostado à mola? (a) 5 mm; (b) 1,0 cm; (c) 1,5 cm; (d) 2,0 cm; (e) 2,5 cm. Problema 13 Comprimindo a mola do problema anterior de 5 cm e largando o corpo a partir do repouso, qual a sua velocidade quando deixa de estar em contacto com a mola? (a) 0,6 m/s; (b) 0,9 m/s; (c) 1,4 m/s; (d) 1,8 m/s; (e) 2,6 m/s. Problema 14 Calcule a velocidade do corpo do problema anterior após percorrer 15 cm desde que iniciou o seu movimento. (a) 0,6 m/s; (b) 0,9 m/s; (c) 1,4 m/s; (d) 1,8 m/s; (e) 2,6 m/s. Problema 15 Calcule o espaço total percorrido pelo corpo do problema anterior desde que inicia o seu movimento até parar. (a) 19 cm; (b) 25 cm; (c) 33 cm; (d) 39 cm; (e) 46 cm. Problema 16 Um barco atravessa um rio seguindo um trajecto perpendicular às margens (paralelas entre si). Devido à corrente do rio (paralela às margens), o piloto tem que apontar o barco segundo uma direcção que faz um ângulo de 30 com a perpendicular às margens. Sabendo que a velocidade da corrente é de 2 m/s, calcule a velocidade do barco em águas calmas. (a) 1 m/s; (b) 2 m/s; (c) 3 m/s; (d) 4 m/s; (e) 5 ms. Problema 17 Sabendo que a largura do rio do problema anterior é de 100 m, calcule o tempo que o barco demora a atravessá-lo seguindo o trajecto referido (perpendicular às margens). (a) 22 s; (b) 29 s; (c) 36 s; (d) 44 s; (e) 53 s. Problema 18 Uma curva de raio 500 m é projectada numa estrada para uma velocidade de circulação de 120 Km/h. Qual será o ângulo correcto para a inclinação da estrada se supusermos que não há atrito entre os pneus e a estrada? (a) 4; (b) 7; (c) 10; (d) 13; (e) 16. Problema 19 Se a curva referida no problema anterior não for inclinada, qual é o coeficiente mínimo de atrito entre os pneus e a estrada que evita as derrapagens. (a) 0,1; (b) 0,16; (c) 0,22; (d) 0,31; (e) 0,39. Problema 20 Um corpo com 1 kg de massa está encostado a uma mola de constante de elasticidade k=1000 N/m, comprimida de 10 cm, num plano inclinado que faz um ângulo de 30 com a horizontal como mostra a figura. Larga-se o corpo, que parte do repouso e é impulsionado pela mola. Sabendo que o corpo desliza sem atrito, qual a distância que ele percorre até parar? (a) 30 cm; (b) 50 cm; (c) 70 cm; (d) 1,0 m; (e) 1,5 m. 30o